ICS 71.100.99 CCS G 74 HG 中华人民共和国化工行业标准 HG/T 4676XXXX 代替HG/T 4676—2014 费托合成铁系催化剂物理性能试验方法 Physical property analysis methods for iron-based Fischer-Tropsch catalysts （报批稿） （本草案完成时间：2024.11） XXXX -XX-XX 发布 XXXX-XX-XX实施 中华人民共和国工业和信息化部 发布 HG/T 4676—XXXX 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件代替HG/T4676一2014《费托合成铁系催化剂物理性能试验方法》，与HG/T4676一2014相比， 除编辑性修改外主要技术变化如下： 在“范围”中增加了骨架密度和颗粒密度（见第1章）； 一增加了术语和定义的内容（见第3章）； “比表面积、孔体积、平均孔直径的测定”中更改了原理的描述（见4.1，2014年版的3.1)； 增加了试剂或材料章节（见4.2）；增加了分析天平的精度要求（见4.3.1)；更改了样品处理的采样和 烘干条件（见4.4，2014年版的3.2）；更改了脱气条件和真空度描述（见4.5.3，2014年版的3.4.3）； 增加了液氮装填要求和自动测试软件参数设置（见4.5.4；增加了比表面积、孔体积计算公式（见4.6）； 件（见5.3，2014年版的4.2）；更改了试验步骤的部分内容（见5.4，2014年版的4.4）；明确了后4 小时内的磨损率为催化剂磨损率（见5.5，2014年版的4.5）； 更改了粒度测定的规范性引用文件（见第7章，2014年版的第6章）；增加了“粒度的测定” 中的光学模型设置和折射率、吸收率参数（见第7章）； 增加了“骨架密度的测定”（见第8章）； 一增加了“颗粒密度的计算”（见第9章）； 增加了“精密度”一章（见第10章）； 一增加了“结果报告”一章（见第11章）； 增加了“质量保证和控制”一章（见第12章）。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国石油和化学工业联合会提出。 本文件由全国化学标准化技术委员会化工催化剂分技术委员会（SAC/TC63/SC10）归口。 本文件起草单位：北京低碳清洁能源研究院、中石化南京化工研究院有限公司、河北鑫鹏新材料科 技有限公司、集萃新材料研发有限公司、井冈山大学。 本文件主要起草人：张魁、常海、张笑宇、程萌、李为真、赵华博、林泉、常昆鹏、陆建国、金苏 闽、曹文珠、陈延浩、陈文通 本文件代替标准的历次版本发布情况为： -2014年首次发布为HG/T4676—2014； 一一本次为第一次修订。 HG/T4676—XXXX 费托合成铁系催化剂物理性能试验方法 警示一一本文件所用液氮皮肤接触可致冻伤，使用与转移时须配带防冻防具。液氮如在常压下汽化 产生的氮气过量，可使空气中氧分压下降，引起缺氧室息，使用时须注意操作间通风良好。 1范围 本文件描述了费托合成铁系催化剂物理性能的试验方法。 本文件适用于费托合成铁系催化剂的比表面积、孔体积、平均孔直径、磨损率、堆积密度、粒度、 骨架密度以及颗粒密度的测定。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T5816催化剂和吸附剂表面积测定法 GB/T6003.1试验筛技术要求和检验第1部分：金属丝编织网试验筛 GB/T6379.2测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第2部分：确定标准测量方法重复性与 再现性的基本方法 GB/T19077粒度分布激光衍射法 GB/T21354粉末产品振实密度测定通用方法 介孔和大孔 GB/T38691石油炼制催化剂比表面积测试方法 GB/T40401骨架密度的测量气体体积置换法 NB／SH／T0943FCC催化剂磨损性能的测定空气喷射法 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 骨架密度skeletondensity 3. 2 颗粒密度granuledensity 样品质量和样品体积的比值，其中体积包括闭孔体积和外部开放型孔及材料自身体积。 4比表面积、孔体积、平均孔直径的测定 4.1原理 通过测量试样在不同相对压力下对氮气的吸附量，根据BET方程确定试样单分子层吸附量，从而得 出试样的比表面积；根据在一定相对压力下（通常0.99左右）氮气的凝聚吸附量，从而得出试样的总孔 体积；根据比表面积与孔体积，计算得出平均孔直径。 4.2试剂或材料 4.2.1氮气：干燥，纯度不低于99.99%。 1 HG/T4676—XXXX 4.2.2氢气：纯度不低于99.99%。 4.2.3液氮：纯度不低于99%。 4.3仪器设备 4.3.1分析天平：精度0.0001g 4.3.2全自动物理吸附仪：真空度大于1.3Pa，体积量管恒温控制不大于土0.1℃，体积测量精度 0.05cm²，压力测量范围0kPa～133.3kPa（精确至10Pa）。 4.3.3杜瓦瓶（液氮）。 4.4试样 称取约10g催化剂样品，用孔径为30μm和250μm的试验筛（符合GB/T6003.1中R40/3系列）筛 分。取粒度为30μm～250μm的试样，置于烘箱中，于120℃干燥3h；取出，置于干燥器中，冷却至室 温，待用。 4.5试验步骤 4.5.1仪器的开启 依次打开脱气装置真空泵、主机，吸附仪真空油泵、主机，并打开吸附仪操作软件。 4.5.2样品管的装填 将干净的空样品管接到脱气装置的脱气口，经过抽真空后，回充氮气至常压。从脱气口取下样品管， 加胶塞密封称量，精确至0.0001g，质量记为m。称取0.3g～3g的试样（见4.4），精确至0.0001g，装 入已充氮气的样品管中。 4.5.3样品脱气 将样品管接到脱气口，套好加热套，设定升温速率不大于10℃/min。打开脱气开关，调节温度至 90℃，恒温保持1h后，再升至230℃，脱气残压达1.3Pa时，保持3h。然后，将样品管从加热区移至 冷却区，待样品管温度降至室温时，打开样品管口处的氮气阀，回充氮气至常压；将样品管从脱气口移 开，胶塞密封，称量样品管质量，记为m。 4.5.4样品吸附与分析 将称量好的样品管连接到全自动物理吸附仪上，向杜瓦瓶中注入适量的液氮，将液氮液面恒定在高 出样品上方至少50mm、变化不超过1mm的位置，并将盛有液氮的杜瓦瓶放置样品管下方，关好防护罩。 在电脑控制界面，输入测试条件，在相对压力P/P为0.05～0.25之间设置四个以上试验点（按GB/T 5816的规定），并至少设置相对压力P/P为0.99的试验点（按GB/T21650.2的规定，对于吸附和脱附分 支，每部分至少20点），平衡参数按照GB/T38691的规定设置，在操作界面分别填入m、m，点击开始， 进行仪器全自动分析。 4.6试验数据处理 4.6.1比表面积 经仪器自动分析后，会直接得到催化剂样品比表面积的数值，单位为平方米每克（m/g），也可按 GB/T5816中规定的BET方程计算。 4.6.2孔体积 经仪器自动分析后，会直接得到催化剂样品孔体积的数值，单位为立方厘米每克（cm/g），也可 按式（1）计算： V = 0.001547xV. .... ...... (1) 式中： V一一孔体积的数值，单位为立方厘米每克（cm/g）； Va一一相对压力P/P为0.99时，对应的氮气吸附量的数值，单位为立方厘米每克（cm/g）； 2 HG/T 4676—XXXX 0.001547一一标准状态下，氮气体积转换为相应的液体体积的转换因子。 4.6.3平均孔直径 平均孔直径D，单位为纳米（nm），按式（2）计算： 4V D= x1000... ... (2) A 式中： V一一孔体积的数值，单位为立方厘米每克（cm/g）； A一一比表面积的数值，单位为平方米每克（m/g）。 5磨损率的测定 5.1原理 在高速空气流的喷射作用下，使催化剂呈流化态，催化剂颗粒间因摩擦而产生细粉。通过筛分称量， 计算出催化剂的磨损率。 5.2仪器设备 5.2.1空气喷射磨损仪：仪器配置按NB／SH／T0943的规定。 5.2.2天平：量程大于1000g，感量0.01g。 5.2.3干燥器：带有干燥剂级的分子筛，如4A分子筛。 5.2.4马弗炉：最高加热温度大于600℃，温控精度土10℃。 5.3样品 取适量催化剂样品，用孔径为30μm和250μm的试验筛（符合GB/T6003.1中R40/3系列）筛分。 取粒度为30μm～250μm的试样不小于50g。 对于新鲜的催化剂：把筛上物置于一个浅且宽的陶瓷盘中，放入马弗炉内，于300℃保持1h。 取出样品，放入干燥器内，冷却至室温。取45g的样品，与5g去离子水混合，确保无结块 现象。再将样品放入装有氯化钙饱和溶液的增湿器中保持1h。待用。 一对于非新鲜的催化剂：把筛上物置于一个浅且宽的陶瓷盘中，放入装有氯化钙饱和溶液的增 湿器中，保持35%的相对湿度，平衡16h。待用。 5.4试验步骤 5.4.1检查仪器是否组装完毕（此时无需装细粉收集系统），然后敲击仪器，使上次测定残留在仪器 内的物料变松，再用气吹出或者用真空泵抽出， 5.4.2打开空气开关，调节相对湿度，使沉降室出口处空气的相对湿度为30%～40%。 5.4.3在沉降室的出口处接上湿式流量计，调节空气流速为